Duurzaamheidsaspecten van de teelt en verwerking van energiegewassen in Zuidoost Nederland

Hele tekst

(1)%VVS[BBNIFJEBTQFDUFOWBOEFUFFMUFO WFSXFSLJOHWBOFOFSHJFHFXBTTFO JO;VJEPPTU/FEFSMBOE. +($POJKO8+$PSSÏ. 3BQQPSU.

(2)

(3) Duurzaamheidaspecten van de teelt en verwerking van energiegewassen in Zuidoost Nederland. J.G. Conijn & W.J. Corré. Plant Research International B.V., Wageningen Juni 2009. Rapport 261.

(4) © 2009 Wageningen, Plant Research International B.V. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van Plant Research International B.V. Exemplaren van dit rapport kunnen bij de (eerste) auteur worden besteld. Bij toezending wordt een factuur toegevoegd; de kosten (incl. verzend- en administratiekosten) bedragen € 50 per exemplaar.. Plant Research International B.V. Adres Tel. Fax E-mail Internet. : : : : : :. Droevendaalsesteeg 1, Wageningen Postbus 16, 6700 AA Wageningen 0317 - 48 60 01 0317 - 41 80 94 info.pri@wur.nl www.pri.wur.nl.

(5) Inhoudsopgave pagina. Voorwoord. 1. Samenvatting. 3. 1.. Inleiding. 9. 2.. Onderzoekmethode. 11. 2.1 2.2 2.3 2.4. 11 11 12 13. 3.. 4.. 5.. Systeemvergelijking Gewas-energieketens Duurzaamheidthema's Verbeteringen. Standaard situaties. 15. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5. 15 16 17 18 19. Groene braak Winterkoolzaad Energiemaïs Suikerbiet voor ethanol Suikerbiet voor vergisting. Effecten van verbeteringen. 21. 4.1 4.2 4.3 4.4. 21 22 23 24. Winterkoolzaad Energiemaïs Suikerbiet voor ethanol Suikerbiet voor vergisting. Discussie. 25. 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9. 25 25 25 26 28 28 28 29 29. Algemeen Resultaten vergeleken Referentie landgebruik Bodemorganische stof Innovaties N2O emissie uit de bodem Verdroging Rendement BKG emissie reductie Attributie of systeemuitbreiding?. Referenties. 31. Bijlage I.. Omschrijving en kengetallen van teelten/ketens en overige berekeningen. 7 pp.. Bijlage II.. Balansen van energie en broeikasgassen. 8 pp..

(6)

(7) 1. Voorwoord Het project 'Duurzaamheidsvragen gewassen' is uitgevoerd binnen het kader van het LNV programma Beleidsondersteunend Onderzoek, cluster 'Economisch perspectiefvolle agroketens' (projectnummer B0-03-007-009). De begeleidingcommissie bestond uit Peter Besseling (LNV-DK Den Haag), Jan van Esch (LNV-DK Den Haag) en Hariëtte Bos (Wageningen UR-AFSG). In het project wordt gebruik gemaakt van rekeninstrumenten die ontwikkeld zijn in het KB-10 cluster 'Biobased Economy' (KB-10-002-301; 'LCA Instrumentarium voor Energiegewassen')..

(8) 2.

(9) 3. Samenvatting Inleiding In dit rapport worden resultaten gepresenteerd van berekeningen van de effecten van teelt en verwerking van energiegewassen van vier verschillende ketens (Tabel 1). De duurzaamheidaspecten die aan bod komen zijn: vermindering fossiel energiegebruik en broeikasgas (BKG) emissie, behoud organische stof in de bodem, nitraatuitspoeling uit de bodem en gebruik niet-hernieuwbare fosfaatmeststof. Er is aangenomen dat de gewassen worden geteeld op akkerbouwbedrijven in Zuidoost Nederland, waarbij het energiewas in de plaats komt van groene braak (= referentie landgebruik) op 10% van het totale bedrijfsareaal.. Tabel 1.. De gewas-bio-energieketens van dit rapport.. Gewas. Hoofdproduct. Bijproduct (optioneel). Winterkoolzaad. biodiesel. Energiemaïs Suikerbiet_eth Suikerbiet_elekt. elektriciteit na vergisting ethanol elektriciteit na vergisting biet met blad. elektriciteit door verbranding van stro, koolzaadmeel en glycerine nvt elektriciteit na vergisting van pulp en blad nvt. Methodologie Met behulp van de geoogste biomassa van de gewassen en de verwerking ervan wordt hernieuwbare energie geproduceerd waarmee fossiele energievormen vervangen worden. Over de hele keten van zaad tot aflevering van de energie aan de gebruiker ('well-to-tank') zijn energie en BKG balansen opgesteld en zijn de effecten van de teelten op de bodem gekwantificeerd. Berekeningen zijn uitgevoerd met E-CROP, een rekenmodel voor energiegewassen (Corré & Conijn, 2008). In de berekeningen zijn hierbij indirecte effecten van gewasresten apart meegenomen als gevolg van verschillen in beschikbaarheid van nutriënten (nawerking en bemestende waarde van gewasresten) en in bodemorganische stofbalans (organische stofinput van gewasresten). Er zijn twee rekenmethodes gehanteerd waarvan de resultaten in dit rapport worden vergeleken. De eerste methode betreft de 'Attributie' methode waarbij rest- of bijproducten in de keten een deel van het energieverbruik en BKG emissie tijdens teelt en verwerking toegekend krijgt via een verdeelsleutel op basis van de energie-inhouden van hoofd-, bij- en restproducten. Het overblijvende deel komt dan op conto van het hoofdproduct (bijvoorbeeld ethanol of biodiesel). In de tweede methode, 'Energie', wordt een systeemuitbreiding toegepast waarin de bij- en restproducten worden verwerkt tot bruikbare energievormen (bijvoorbeeld elektriciteit). Deze hernieuwbare energie vervangt dan fossiele energie en dit wordt bij de totale energie en BKG balans verrekend.. Innovaties In dit rapport worden ook uitkomsten getoond van een aantal mogelijke innovaties in de keten die tot een verbetering van het resultaat over de hele keten kunnen leiden. Deze extra berekeningen zijn in de eerste plaats bedoeld als gevoeligheidanalyse, waarmee kan worden onderzocht welke aanpassingen in de keten een duidelijke verbetering kunnen opleveren. Het kan hierdoor richting geven aan onderzoek naar en realisatie van verbeteringen van de keten in de toekomst. Er zijn vier categorieën aan verbeteringen doorgerekend die gezamenlijk de hele keten omvatten:.

(10) 4 (1) verlaging van energieverbruik, (2) verlaging van N2O emissie, (3) verhoging van gehalten aan inhoudstoffen en van verwerkingefficiëntie en (4) verbetering van input-output relaties bij de teelt.. Resultaten en conclusies Onderstaande conclusies zijn uiteraard gebaseerd op de resultaten van het onderzoek dat in dit rapport beschreven is. Aangezien bij het onderzoek keuzes gemaakt zijn (zoals groene braak als referentie, Zuidoost Nederland als gebied, gebruik van bijproducten alleen voor energie, enz.), is de reikwijdte van de conclusies in principe beperkt. Voor andere keuzes zijn aanvullende berekeningen nodig. Daarnaast zijn er ook onzekerheden bijvoorbeeld in de landbouw ten aanzien van de aangenomen opbrengsten en bemestingsniveaus in de toekomst waardoor conclusies anders uit kunnen vallen. Toch is getracht om zoveel mogelijk algemeen geldende conclusies te trekken uit dit onderzoek. Dat houdt in dat de situatie en mogelijkheden voor innovatie van specifieke gewas-energieketens bij deze conclusies onderbelicht blijven. Daarvoor wordt verwezen naar de onderliggende hoofdstukken en wellicht zouden ook nieuwe berekeningen behulpzaam zijn voor specifieke oplossingen per keten. De volgende 'algemene' conclusies zijn getrokken: Voor alle energiegewassen en scenario's uit deze studie zijn het netto vermeden gebruik van fossiele energie en de netto vermeden broeikasgasemissie ruim positief. De effecten van de nawerking van gewasresten (via de bemestende waarde) op de balansen van energie en broeikasgassen waren relatief klein, maar de correctie voor de verschillen in organische stof in de bodem op de BKG balans bleek wel significant (zie Figuren 1 en 2).. 200. Vermeden fossiele energie (GJ/ha). Attributie Energie Correctie 150. 100. 50. 0 Winterkoolzaad. Figuur 1.. Energiemaïs. Suikerbiet-eth. Suikerbiet-elect. De netto vermeden fossiele energie van de rekenscenario's 'Attibutie' en 'Energie' en voor het rekenscenario 'Energie' ook de waarden gecorrigeerd voor het totale effect van verschillen in nawerking en organische stofaanvoer van gewasresten (zie Correctie).. De berekende verschillen in koolstofopslag in de bodem als gevolg van de vervanging van het referentie landgebruik (in deze studie: groene braak) door een energiegewas bleken kwantitatief belangrijk voor de BKG balans en zorgden ervoor dat in deze studie de netto BKG emissiereductie met gemiddeld 22% verlaagd werd. Dit effect is nog niet aanwezig in huidige CO2-tools. Het is de verwachting dat op gronden met minder zand (meer klei/leem) dit effect groter zal zijn (bijvoorbeeld bij gronden met ca. 50% zand kan de verlaging oplopen tot 50%)..

(11) 5. Vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha). 15 Attributie Energie Correctie. 10. 5. 0 Winterkoolzaad. Figuur 2.. Energiemaïs. Suikerbiet-eth. Suikerbiet-elect. De netto vermeden BKG emissie van de rekenscenario's 'Attibutie' en 'Energie' en voor het rekenscenario 'Energie' ook de waarden gecorrigeerd voor het totale effect van verschillen in nawerking en organische stofaanvoer van gewasresten (zie Correctie).. In deze studie is gekozen voor groene braak als referentielandgebruik en de resultaten worden hierdoor beïnvloed. Echter, er is geen intrinsieke rechtvaardiging dat deze referentie beter is dan alternatieven, omdat het land in principe voor meerdere functies gebruikt kan worden, bijvoorbeeld voor natuurontwikkeling of voedselproductie. Andere keuzes zullen zeker andere resultaten opleveren, die op basis van het onderzoek in dit rapport niet aangegeven kunnen worden. De verschillen in de resultaten van de scenario's 'Attributie' en 'Energie' bleken aanzienlijk (zie bij winterkoolzaad en suikerbiet-eth in Figuren 1 en 2). Dit wijst erop dat de rekenmethode met attributie niet geschikt is om de werkelijke effecten van een verandering in een systeem met meerdere (bij)producten goed in te schatten in tegenstelling tot de methode van systeemuitbreiding zoals gehanteerd is bij 'Energie'. Nader onderzoek is echter nodig om uit te zoeken hoe groot de verschillen zijn indien andere keuzes gemaakt zouden worden ten aanzien van het gebruik van bijproducten dan in deze studie gedaan is (scenario 'Energie': 100% naar energie). Daarbij moet tevens onderzocht worden in hoeverre een realistisch systeem van substitutie van bijproducten in een systeemuitbreiding nog hanteerbaar is. Van de onderzochte aanpassingen die tot verbeteringen in de keten leiden, vormden de landbouwgerelateerde innovaties (in gewasproductie, stikstofbemesting en bodememissies) een belangrijke groep. Verbeteringen hierin leiden tot relatief grote effecten op de resultaten van de energie of de BKG balans van de hele keten. Aan de andere kant laat het ook zien dat betrouwbare gegevens over de landbouw (inputs en outputs) van groot belang zijn voor een goede berekening van energie- en broeikasgasbalansen in de keten. Verbeteringen van onderdelen van de keten hebben verschillende effecten op de fossiele energie en BKG balans (zie Tabel 2). Een aantal aanpassingen had een vergelijkbaar effect op alle ketens (bijvoorbeeld nauwelijks effect van verlaging transportenergie en een groot effect van verhoging gewasproductie), terwijl bij de overige maatregelen de effecten varieerden afhankelijk van de teelt en verwerking van de biomassa in de verschillende gewas-energieketens..

(12) 6 Tabel 2.. Samenvatting van de effecten van verbeteringen in teelt en verwerking op de netto vermeden fossiele energie en BKG emissie (0 = klein, + = matig, ++ = hoog).. Landbouwdiesel, transportenergie Energieverbruik bij verwerking1 N2O emissie (bij productie kunstmest en uit de bodem)2 N-kunstmestgift3 Gewasproductie 1. 2. 3. Vermeden fossiele energie. Vermeden BKG emissie. 0 0/+ nvt 0 ++. 0 0/+ 0/+ 0/+ ++. Bij vergisten van biomassa is het effect klein in tegenstelling tot de situatie bij verwerking tot biodiesel of ethanol. Score is afhankelijk van mate van N inputgebruik in de standaard situatie en de verhouding tussen gebruik digestaat en N-kunstmest. N-kunstmestgift heeft nauwelijks effect op de energiebalans, en het effect op de BKG balans hangt af van de verhouding tussen N gift en gewasopbrengst.. Het gebruik van het broeikasgasrendement (percentage vermeden broeikasgasemissie ten opzichte van de fossiele keten bij transportbrandstoffen) zoals voorgesteld in de meeste CO2 tools (zie bijvoorbeeld Cramer et al., 2007) kan leiden tot contraproductieve situaties. De berekeningen gaven namelijk aan dat de relatie tussen dit rendement en de hoeveelheid vermeden broeikasgasemissie per ha niet consistent is. Een hoger rendement gaat soms samen met een lagere reductie per ha en omgekeerd. Zo wordt bijvoorbeeld het rendement verhoogd bij het gebruik van suikerbieten met een lager suikergehalte en dat zou tot gevolg hebben dat er minder ethanol geproduceerd wordt en de reductie van broeikasgassen per ha lager wordt. Om de mate van duurzaamheid met betrekking tot de BKG balans aan te geven, zijn andere indicatoren nodig. Het bedrijfsgemiddelde bodemorganische stofgehalte verandert slechts in geringe mate door de vervanging van groene braak met de energiegewassen uit deze studie, omdat het verschil in organische stofaanvoer tussen groene braak en een energiegewas relatief klein is ten opzichte van de andere organische stofbronnen op het bedrijf en bovendien in de berekeningen op slechts 10% van het areaal van toepassing is. De vervanging van groene braak door een energiegewas leidt tot een verhoging van het nitraatgehalte in het grondwater onder (droge) zandgronden bij winterkoolzaad en energiemaïs (bij suikerbiet was de verhoging door afvoer van het blad zeer gering; zie Figuur 3). Dit lijkt een onvermijdelijke uitruil (trade-off), indien het energiewas ten behoeve van een optimale gewasproductie met voldoende stikstof bemest wordt. Indien deze verhoging niet toelaatbaar is, zal de efficiëntie waarmee gewassen stikstof opnemen verbeterd moeten worden om de uitspoeling te verminderen. Dit kan dan nadelige consequenties hebben op de gewasopbrengst..

(13) 7 6. Nitraatgehalte in grondwater (mg/l). 5. 4. 3. 2. 1. 0 Winterkoolzaad. Figuur 3.. Energiemaïs. Suikerbiet-eth. Suikerbiet-elect. De geschatte verhoging van het bedrijfsgemiddelde nitraatgehalte in het grondwater bij de vervanging van groene braak door een energiegewas (toegestane EU-norm = 50 mg nitraat/l).. Zolang de nutriënten in de verbrandingsas niet worden hergebruikt in de landbouw, leidt elektriciteitproductie uit biomassa door verbranding tot een verlies van fosfaat voor de landbouw. Dit is ongewenst in het kader van de beschikbaarheid van fosfaatmeststoffen op basis van eindige niet-hernieuwbare bronnen. Gebruik van bijproducten voor vergisting of als veevoer kent dit bezwaar niet, als digestaat of dierlijke mest weer hergebruikt worden in de landbouw. Bij vergisting moet het risico op weglekken van methaan zorgvuldig beteugeld worden omdat methaan een veel sterker broeikasgas is in vergelijking met CO2. Bij de biogas/elektriciteitproductie van energiemaïs op de boerderij gaat 25% van de netto vermeden BKG emissie verloren door CH4 emissie. Door het relatief hoge energiegebruik per ha in Nederland en de geringe vastlegging van zonne-energie in oogstbare biomassa van gewassen (ca. 0,5 – 1,0%), blijven de bijdragen van Nederlandse energiegewassen aan klimaatgerelateerde doelstellingen zeer beperkt (zie Figuur 4), ook na het realiseren van innovaties, zoals voor deze studie zijn doorgerekend..

(14) 8. 6,0%. Percenatega van opgave (%). 5,0%. BKG emissie Bruto biomassa Netto fossiel Transport. 4,0%. 3,0%. 2,0%. 1,0%. 0,0% Winterkoolzaad. Energiemaïs. Suikerbiet-eth. Suikerbiet-elect. Figuur 4.. De bijdragen van de gewas-bio-energieketens aan een aantal opgaven die in Nederland zijn gesteld voor 2020 op het gebied van klimaat en energie (zie Tabel 3; Brouwer, 2009). Berekeningen zijn gebaseerd op 20.000 ha energiegewas en de resultaten van rekenscenario 'Energie', gecorrigeerd voor verschillen in nawerking en organische stofaanvoer.. Tabel 3.. De waarden die gebruikt zijn om de bijdragen van gewas-bio-energieketens aan klimaat en energie gerelateerde doelen in Nederland in 2020 te bepalen (zie Figuur 4).. Opgave. Totale NL opgave. Vermindering BKG emissie Gebruik hernieuwbare energie (zie bruto biomassa)1 Bijmenging met biobrandstoffen in transport. 65 Mton CO2-eq. 520 PJ2 56 PJ3. 1. 2 3. bruto biomassa is gebaseerd op de bruto verbrandingsenergie van de geoogste biomassa. Met netto fossiel in Figuur 4 wordt de netto vermeden fossiele energie bedoeld en het verschil tussen bruto biomassa en netto fossiel hangt voor een groot deel af van het energiegebruik en de omzettingefficiëntie bij de teelt en verwerking van energiegewassen. Opgave geldt voor totaal hernieuwbare energie (wind, water, zon, biomassa, enz.). Opgave is 10% van het energieverbruik in wegtransport (totaal geschat op 560 PJ)..

(15) 9. 1.. Inleiding. Vanuit het beleid van het Ministerie van LNV is er behoefte aan kennis om de biobased economy in Nederland te stimuleren. Minder afhankelijk worden van fossiele energiebronnen, aardolie, aardgas en steenkool, en het stimuleren/ontwikkelen van economische bedrijvigheid in het gebruik van alternatieven voor deze bronnen staan centraal in de biobased economy. Onderdeel van de biobased economy zijn energiegewassen waarmee energiedragers geproduceerd worden waardoor het gebruik van fossiele bronnen vermeden wordt (zoals ethanol uit biomassa in plaats van benzine, groen gas voor aardgas en groene elektriciteit voor elektriciteit geproduceerd met steenkool of aardgas). Er zijn vragen over de effectiviteit van energiegewassen die in Nederland worden geteeld ten aanzien van specifiek omschreven doelen (terugdringen broeikasgasemissie en vervanging fossiele energie, c.q. bijmenging met biobrandstof) en vragen met betrekking tot overige duurzaamheidaspecten die samenhangen met de teelt. Ook internationaal is er veel discussie over de productie van energiegewassen (o.a. Bindraban et al., 2009) en door middel van het opstellen van duurzaamheidcriteria wordt getracht de ontwikkelingen in goede banen te leiden (o.a. EC, 2008 en Cramer et al., 2007). In dit rapport wordt verslag gedaan van een studie, die een bijdrage levert aan de kennisbehoefte op het gebied van mate van duurzaamheid van Nederlandse biomassateelt voor energieproductie. Doelstelling van het project is om aan te geven welke bijdrage het telen van energiegewassen in Nederland heeft op Nederlandse doelstellingen ten aanzien van energiebeleid, broeikasgas emissiereductie en andere (duurzaamheid)aspecten, zoals behoud van bodemorganische stof en vermindering nutriëntenverliezen (bijvoorbeeld Kader Richtlijn Water). Vragen met betrekking tot de teelt van energiegewassen en de verwerking ervan leven niet alleen bij het beleid maar ook bij de landbouw- en energiesector. Ook deze partijen hebben behoefte aan objectieve informatie over de prestaties van verschillende ketens en de resultaten van dit project voorziet daar deels in. Op verzoek van de begeleidingsgroep (zie voorwoord) is besloten om de keuze van gewassen en ketens aan te laten sluiten bij de 'Energieboerderij' dat een initiatief is van de Vereniging Innovatief Platteland Venray e.o. In dit initiatief worden de volgende energiegewassen in de praktijk van Zuid-Nederland getest: koolzaad, energiemaïs en suikerbieten in combinatie met de productie van plantaardige olie/biodiesel (uit koolzaad) en biogas/elektriciteit (uit energiemaïs en suikerbiet). Daarnaast is ook de 'ethanolroute' met suikerbieten meegenomen in de analyse. In het project waarvan dit rapport de resultaten weergeeft, zijn model- en scenariostudies uitgevoerd waarmee: 1) duurzaamheidscores zijn berekend van deze ketens in hun omgeving en 2) opties worden aangegeven die kunnen worden doorgevoerd om de prestaties te verbeteren ('optimalisatie van het ontwerp'). Door inzicht in de effecten van aanpassingen, wordt informatie gegeven over de mogelijkheden tot verbeteringen in de ketens en deze kennis kan gebruikt worden bij eventuele verdere ontwikkelingen van de productie en verwerking van energiegewassen..

(16) 10.

(17) 11. 2.. Onderzoekmethode. 2.1. Systeemvergelijking. In deze studie is voor een aantal bio-energieproductieketens (zie 2.2) onderzocht welke effecten zij hebben op een aantal duurzaamheidthema's (zie 2.3). Hiervoor is een LevensCyclusAnalyse (LCA: ECS, 1997) uitgevoerd, waarin vergelijkingen gemaakt worden tussen referentiesystemen en alternatieve systemen. Het aantal in deze studie behandelde thema's is niet uitputtend, het gaat dan ook om een beperkte LCA. Het referentiesysteem voor landgebruik bestaat uit een akkerbouwbedrijf op zandgrond in Zuidoost Nederland waar een aantal gewassen worden geteeld en tevens 10% groene braak aanwezig is die volledig is opgenomen in de rotatie met die gewassen (zie Bijlage I voor beschrijving van de groene braak). Het referentiesysteem voor energiegebruik is gebaseerd op de productie van o.a. kunstmest, motorbrandstoffen en elektriciteit op basis van fossiele bronnen. In het alternatieve systeem voor landgebruik wordt op het bedrijf de groene braak vervangen door de teelt van een energiegewas. In het alternatieve systeem voor energie worden deze gewassen na verwerking gebruikt voor de productie van bijvoorbeeld kunstmestvervangers, motorbrandstoffen en/of elektriciteit. Door de teelt van een energiegewas in plaats van groene braak en de verwerking van het energiegewas tot bruikbare energiedragers waarbij fossiele energie vervangen wordt, veranderen de effecten op de gekozen duurzaamheidthema's en deze veranderingen worden toegeschreven aan het energiegewas. De verschillen in de effecten bij de vervanging van groene braak door de teelt van een energiegewas zijn voor deze studie uitgerekend en worden in dit rapport gepresenteerd. Onderdeel van de berekeningen door middel van een LCA is een verdeling van de effecten over de verschillende producten die een systeem op kan leveren (bijvoorbeeld zaad en stro), de zogenoemde allocatie (Thomassen et al., 2008). Dit gebeurt in een LCA in principe door systeemuitbreiding waarbij het effect dat aan een bijproduct toegerekend wordt, gelijk wordt gesteld aan het effect dat een vervangend product heeft, afkomstig van een andere keten. Hierdoor wordt het te beschrijven systeem uitgebreid met die andere keten. Omdat die keten in de regel ook meerdere producten oplevert, is voor het vervangend product ook weer een allocatie nodig en kan het totale systeem dat beschreven dient te worden erg uitgebreid worden. Om dit te voorkomen wordt meestal een allocatie op basis van attributie uitgevoerd, waarin allocatie van een effect plaatsvindt op basis van een kenmerk van de verschillende producten in de keten, bijvoorbeeld de financiële of de energetische waarde. In deze studie worden beide allocatie benaderingen gehanteerd. In het rekenscenario 'Energie' wordt een systeemuitbreiding toegepast waarbij alle restproducten worden omgezet in energie die fossiele energie vervangt en in kunstmestvervangers en in het rekenscenario 'Attributie' wordt aan restproducten een deel van de effecten toegerekend op basis van hun energetische inhoud. Door de keuze bij rekenscenario 'Energie' om alle restproducten te gebruiken voor energieproductie of vervanging van kunstmest, blijft het te beschrijven systeem overzichtelijk. Bij attributie daarentegen wordt de werkelijke bestemming/verwerking van de restproducten niet nader gedefinieerd en buiten het beschreven systeem gehouden. Omdat de levenscyclus van de restproducten in de attributiemethode niet volledig beschreven is, kan het werkelijke effect op duurzaamheidthema's niet worden gekwantificeerd in tegenstelling tot de situatie bij systeemuitbreiding. Toch wordt deze methode veel toegepast, o.a. in de CO2-tools (bijvoorbeeld o.a. EC, 2008), vanwege het gemak van de berekeningwijze. In deze studie zijn beide rekenmethoden gebruikt om de resultaten van attributie en systeemuitbreiding met elkaar te vergelijken.. 2.2. Gewas-energieketens. In deze studie zijn drie verschillende gewassen geselecteerd waarvan de teelt in het project Energieboerderij in de praktijk onderzocht wordt: winterkoolzaad voor biodiesel, energiemaïs voor biogas/elektriciteit, suikerbiet voor ethanol en voor biogas/elektriciteit. In Bijlagen I.1 t/m I.4 worden korte omschrijvingen gegeven van de aannamen met betrekking tot de teelt van ieder gewas en de bijbehorende verwerkingketens waarmee in deze studie gerekend is en staan de relevante kengetallen voor de teelt van de gewassen die in de berekeningen gebruikt zijn..

(18) 12 De teelt van een gewas beïnvloedt ook de gewassen die in de jaren erna geteeld worden, o.a. door de niet-geoogste delen van het gewas die op het land achterblijven. Deze bron vult de voorraad in de bodem van organisch gebonden nutriënten aan, terwijl door mineralisatie (omzetting van organisch in mineraal) deze voorraad afneemt. De gemineraliseerde nutriënten uit de gewasrest kunnen door volggewassen worden opgenomen en daardoor heeft de gewasrest in de bodem dus een 'bemestende' werking (zie Bijlage I.5). Door verschillen tussen gewassen in gewasresten en dus aanvulling van organisch gebonden nutriënten, ontstaan ook verschillen in de bemestingbehoefte van volggewassen. De verschillen tussen groene braak en de energiegewassen, worden als veranderingen toegekend aan de balansen van de geselecteerde energiegewassen (alleen bij rekenscenario 'Energie', omdat daar het lot van de bijproducten beschreven is). Er is alleen gerekend aan nawerking van stikstof en kalium omdat deze nutriënten kwantitatief belangrijk zijn en omdat ze gemakkelijk uit de bodem verloren kunnen gaan, bijvoorbeeld door uitspoeling. Kalium is in de bodem geen organisch gebonden nutriënt, maar kan via de gewasrest wel de behoefte aan kaliummeststof van een volggewas beïnvloeden. Bij de bemestende waarde van een gewasrest is fosfor niet meegenomen omdat aangenomen is dat door evenwichtbemesting en dezelfde mate van uitspoeling bij alle gewassen, inclusief groene braak de beschikbaarheid van fosfaat voor volggewassen nauwelijks beïnvloed zal worden door de teeltkeuze (zie uitleg in 2.3 bij fosfaat).. 2.3. Duurzaamheidthema's. Een beperkt aantal duurzaamheidthema's wordt in dit rapport behandeld: (1) gebruik fossiele energie, (2) broeikasgasemissie, (3) bodemorganische stofvoorraad, (4) nitraatuitspoeling en (5) fosfaatgebruik.. (1) Gebruik fossiele energie De hoeveelheid fossiele energie die netto vervangen kan worden door de teelt van energiegewassen is bepaald door middel van het opstellen van een energiebalans. Berekening van de energiebalans van de verschillende ketens, scenario's en opties is uitgevoerd met behulp van het model 'E-CROP' (Corré & Conijn, 2008). Resultaat van de balansberekening is de netto energie opbrengst per hectare per jaar, ofwel het verschil tussen bruto energieopbrengst en energiegebruik over de volledige keten. De bruto energieopbrengst is de totale energiewaarde van de vervangen fossiele energie, die bestaat uit de directe energie (de verbrandingswaarde) plus de indirecte energie (de energie nodig voor winning, transport, raffinage, enz.). Onder het energiegebruik wordt verstaan alle energie, inclusief de hierboven beschreven indirecte energie, die gebruikt wordt binnen de keten en voor productie van stoffen, materialen, apparatuur, installaties en gebouwen die in de keten worden gebruikt. Binnen de keten worden vier fasen onderscheiden: landbouw, transport van 'boerderij' naar 'fabriek', productie van energie uit biomassa en distributie van 'fabriek' naar 'eindverbruiker', inclusief eventuele bijmenging met fossiele motorbrandstoffen. Op basis van de netto hoeveelheid vervangen fossiele energie per ha per jaar kan bepaald worden in hoeverre de teelt van energiegewassen bij kan dragen aan het verminderen van het gebruik van (niet-hernieuwbare) fossiele energie.. (2) Broeikasgasemissie De netto reductie van de broeikasgasemissie die kan worden gerealiseerd door de teelt van energiegewassen is bepaald door middel van het opstellen van een broeikasgasbalans. De berekening van de broeikasgassenbalans volgt deels de energiebalans: aan iedere hoeveelheid vervangen of gebruikte energie is een hoeveelheid CO2 emissie verbonden. De emissie van CO2 per eenheid energie is afhankelijk van het type brandstof (kolen > olie > gas) en van de exacte bron (moeilijk winbaar > makkelijk winbaar). De broeikasgasbalans bevat ook de emissie van N2O als gevolg van de productie van kunstmeststikstof en de totale stikstofaanvoer naar de bodem (volgens IPCC, 2006) en de emissie van CH4 door het weglekken ervan bij vergisting. Daarnaast kan er nog sprake zijn van emissie of vastlegging van CO2 uit de bodem door verandering van de voorraad bodemkoolstof als gevolg van de vervanging van groene braak door de teelt van het energiegewas (zie hieronder bij bodemorganische stof). De totale netto BKG emissiereductie wordt eerst berekend als de bruto reductie door het vervangen van fossiele brandstof minus de emissies van CO2 door het gebruik van energie in de keten en de emissies van N2O en CH4. Alleen in het rekenscenario 'Energie' wordt deze balans gecorrigeerd voor de CO2 emissie/vastlegging als gevolg van de verandering in bodemkoolstof, omdat in dit rekenscenario voor alle energiegewassen expliciet beschreven is wat er met de bij- of restproducten gebeurt. In het rekenscenario 'Attributie' is dit niet het geval en voor dit scenario kan dan ook geen verandering in bodemkoolstof worden uitgerekend. In dit rapport wordt het effect van de verandering in bodemkoolstof apart gepresenteerd om het effect van dit aspect op de broeikasgasbalans te belichten en om de vergelijking.

(19) 13 tussen beide rekenscenario's zuiver te houden. Op basis van de netto reductie van de broeikasgasemissie per ha per jaar kan bepaald worden in hoeverre de teelt van energiegewassen bij kan dragen aan het verminderen van broeikasgasemissie.. (3) Bodemorganische stof De teelt van gewassen beïnvloedt de dynamiek van organische stof in de bodem, hoofdzakelijk door input van organische meststoffen (indien toegediend) en van de niet-geoogste delen van het gewas die op het land achterblijven. De vervanging van groene braak door een energiegewas kan dus een effect hebben op het gemiddelde bodemorganische stofgehalte van het bedrijf en daarmee dus het behoud van bodemorganische stof beïnvloeden (een criterium in bijvoorbeeld Cramer et al., 2007). In de berekeningen is gebruik gemaakt van een studie waarbij een aantal simulatiemodellen voor afbraak en accumulatie van organische stof in de bodem met elkaar zijn vergeleken (De Willigen et al., 2008; zie Bijlage I.6 voor aannamen en kengetallen). De berekening van het evenwichtniveau in bodemkoolstof is ook gebruikt om het verschil in emissie of vastlegging van CO2 uit de bodem te berekenen bij de vervanging van groene braak waardoor de netto broeikasgasemissie in de analyse mede bepaald wordt. Hierbij is gebruik gemaakt van een 'carbon pay back time' van 20 jaar zoals ook door de EC wordt voorgesteld (EC, 2008).. (4) Nitraatgehalte De streefwaarde voor het nitraatgehalte in het grondwater is volgens de Kaderrichtlijn Water (KRW) gelijk aan 50 mg nitraat per liter. Landbouwactiviteiten in Nederland hebben een grote invloed op het nitraatgehalte, o.a. door gewaskeuze en bemesting, en in Zuidoost Nederland met relatief veel droge zandgebieden wordt de streefwaarde over het algemeen (nog) niet gerealiseerd door de landbouw. Voor dit rapport is onderzocht welk effect de vervanging van groene braak door een energiegewas heeft op het bedrijfsgemiddelde nitraatgehalte (zie Bijlage I.7 voor bijzonderheden ten aanzien van de berekening).. (5) Fosfaat Duurzaam gebruik van fosfaat kent twee aspecten: milieubelasting door uitspoeling en gebruik van een niet-hernieuwbare hulpbron. In deze studie wordt de aanvoer van fosfaat ten behoeve van een teelt gelijkgesteld aan de afvoer ervan (zie ook Bijlagen I.1 t/m I.4). Dit wijkt af van de werkelijke bemesting in de praktijk op gewasniveau die soms hoger en soms lager is dan de afvoer. Toch is in deze studie gekozen voor aanvoer = afvoer omdat hiermee een 'eerlijk' beeld gegeven wordt van het gebruik van fosfaat voor een bepaalde teelt en omdat het beleid in Nederland streeft naar evenwichtbemesting in de toekomst. Hierbij zal nog steeds een (klein) deel van de fosfaat uit de bodem weglekken (op niet-verzadigde gronden), maar dit is relatief gering ten opzichte van de bemesting, de afvoer en de bodemvoorraad in Nederland. Omdat evenwichtbemesting ook geldt voor groene braak, waar de posten aan- en afvoer beide gelijk aan nul zijn, wordt verwacht dat de verschillen in fosfaatuitspoeling tussen groene braak en energiegewassen op hetzelfde bedrijf nihil zullen zijn. Het gebruik van fosfaaterts voor productie van fosfaatmeststoffen die nodig zijn voor de teelt van energiegewassen heeft een heel ander effect op duurzaamheid, omdat de mondiale voorraad van fosfaaterts eindig is. Bij handhaving van het huidige gebruik zal het fosfaaterts binnen ten hoogste enkele honderden jaren uitgeput zijn, bij verhoging van het gebruik natuurlijk eerder (volgens Jasinsky (2006) mogelijk zelfs binnen 50 - 100 jaar). Een deel van de fosfaatmeststoffen komt uiteindelijk terecht in de oceaan waar het met de huidige technieken niet eenvoudig/economisch uit teruggewonnen kan worden. Afhankelijk van het gebruik van (een deel van) de biomassa dat het fosfaat bevat, kan er bij de teelt en verwerking van energiegewassen sprake zijn van een niet-duurzaam verbruik van een eindige bron. Dit zal in deze studie voor de energiegewasketens worden aangegeven.. 2.4. Verbeteringen. In deze paragraaf wordt een aantal mogelijke innovaties besproken die tot een verbetering van het resultaat over de hele keten kunnen leiden. De berekeningen hiermee zijn in de eerste plaats bedoeld als gevoeligheidanalyse, waarmee kan worden onderzocht welke aanpassingen in de keten een duidelijke verbetering kunnen opleveren. De technische en economische haalbaarheid van de onderzochte innovaties zijn voor deze studie niet onderzocht, zodat geen uitspraak gedaan kan worden of de onderzochte innovaties (even) gemakkelijk te realiseren zijn. Het geeft wel richting aan onderzoek naar en realisatie van verbeteringen van de keten in de toekomst omdat de mogelijke voor-.

(20) 14 delen (of nadelen) ex-ante zijn gekwantificeerd. Daarmee kunnen inspanningen en financiën ter verbetering van de prestaties van de keten efficiënter benut worden. Er zijn vier categorieën aan verbeteringen doorgerekend die gezamenlijk de hele keten omvatten. Met betrekking tot het verlagen van het energieverbruik zijn drie opties onderzocht: x in de landbouw door zuiniger motoren, verbeterde apparatuur of extensievere teeltsystemen, bijvoorbeeld minder grondbewerking (D-20%; zie Tabel 2.1), x bij de verwerking van biomassa door energieverliezen te verminderen en/of restwarmte beter te benutten (F-20%) en x in het transport van de biomassa door zuiniger motoren en/of verbeterde logistiek (T-20%). De tweede categorie betreft de verlaging van de N2O emissie en kent twee opties: x bij de productie van stikstofkunstmest door procesinnovatie waarbij de uitstoot op nul komt (pN2O=0) en x in de landbouw bij de emissie uit de bodem door andere samenstelling van meststoffen, andere toedieningtechnieken, andere doseringen e.d. (bN2O = 0.5). Optie pN2O=0 leidt waarschijnlijk tot een hoger energiegebruik voor de productie van kunstmest, maar dit is niet meegenomen in de analyse. In de derde categorie worden verbeteringen doorgerekend met betrekking tot inhoudstoffen van de gewassen en vergistingefficiëntie: x in de landbouw door verhoging van het olie- en suikergehalte bijvoorbeeld als gevolg van gewasveredeling (Oil+10% resp. Sui+10%) en x in de vergistinginstallatie door optimalisatie van omstandigheden/voorbewerking en het verlengen van de verblijftijd (Gis+10%). Het verlengen van de verblijftijd verhoogt echter ook het energiegebruik doordat voor dezelfde productie een grotere installatie nodig is, maar dit is niet meegenomen in de analyse. Tenslotte betreft de vierde categorie de efficiëntie van input-output relaties in de landbouw met twee opties: x door betere benutting van de gegeven stikstofbemesting, bijvoorbeeld door precisiebemesting (Ng-20%) en x door verhoging van de gewasproductie via gewasveredeling en verbetering van het teeltmanagement (Gw+20%). Gezien de grote verschillen in opbrengsten tussen bedrijven onderling en tussen de gemiddelde praktijk en proefvelden lijkt er zeker ruimte te zijn voor een verhoging van de input-output efficiëntie. De verschillende opties waarmee gerekend is, zijn samengevat in Tabel 2.1.. Tabel 2.1.. De onderzochte innovaties in de keten waarvan de effecten zijn berekend op de energie- en broeikasgasbalans.. Optie. Omschrijving. D-20% F-20% T-20% pN2O=0 bN2O=0,5. Verlaging van het dieselgebruik ten behoeve van de teelt van het energiegewas met 20% Verlaging van het energieverbruik bij de verwerking (biobrandstof, vergisting, elektriciteit, enz.) met 20% Verlaging van het energieverbruik door transport van biomassa met 20% Verlaging van de N2O emissie bij de productie van stikstofkunstmest tot 0 kg N2O per kg kunstmest N Halvering van de directe en indirecte N2O emissie uit de bodem van de toegediende stikstofhoudende meststoffen Verhoging van het oliegehalte in het zaad van winterkoolzaad met 10% ten opzichte van de droge stof Verhoging van het suikergehalte in de suikerbiet met 10% ten opzichte van de droge stof Verhoging van het vergistingpercentage in de vergistinginstallatie met 10% Verlaging van de stikstofgift aan het energiegewas met 20%, waarbij opname en de productie van het gewas gelijk blijven Verhoging van de opname en productie van het gewas met 20%, waarbij de bemesting gelijk blijft. Oil+10% Sui+10% Gis+10% Ng-20% Gw+20%.

(21) 15. 3.. Standaard situaties. 3.1. Groene braak. Fossiele energie en BKG emissie De teelt van groene braak vergt landbouwkundige handelingen en gaat dus gepaard met energieverbruik, broeikasgas emissie e.d. Volgens Kaltschmitt & Reinhardt (1997) is er voor een éénjarige groene braak 780 MJ/ha nodig voor o.a. zaaien en ploegen en wordt er 68 kg CO2-eq./ha geëmitteerd (inclusief de N2O emissie bij de productie van het zaaizaad). Het onderploegen van de vegetatie voor het inzaaien van een nieuw gewas wordt in dit rapport beschouwd als het toevoegen van een gewasrest aan de bodem. Volgens IPCC regels (IPCC, 2006) moet dan aan de groene braak een emissie van 460 kg CO2-eq. per ha worden toegekend door N2O emissie uit de gewasrest (zie Bijlage I.1) waardoor het totaal uitkomt op een emissie van 528 kg CO2-eq. per ha. Het gebruik van fossiele energie en de uitstoot van BKG door de teelt van groene braak zijn gecorrigeerd voor de nawerking van groene braak. De nawerking levert een besparing op kunstmestgebruik op (zie Bijlage I.5), waardoor ook bespaard wordt op energiegebruik en emissie van BKG. Het netto effect voor groene braak komt dan uit op vermeden gebruik van fossiele energie van 2840 MJ/ha en een emissie van broeikasgassen, ter grootte van 96 kg CO2-eq./ha.. Organische stof in de bodem Groene braak heeft een effect op de organische stofdynamiek in de bodem. Voor de kwantificering van dit effect is gebruik gemaakt van de totale organische stof die de vegetatie heeft geproduceerd, die tijdens de groei en na het onderploegen uiteindelijk geheel aan de bodem wordt toegediend (zie Bijlage I.6). Bij een gemiddeld organische stofgehalte op het bedrijf van 2% in de bovenste 20 cm van de grond met een dichtheid van 1300 kg m-3 (aangenomen waarden in de berekeningen), is de bijdrage van groene braak aan het gemiddelde organisch stofgehalte van het bedrijf op lange termijn gelijk aan ca. 6,0% (zie Bijlage I.6). Er was aangenomen dat de groene braak op 10% van het bedrijfsareaal geteeld werd. Een deel van het gemiddelde organisch stofgehalte op het bedrijf (i.e. de aangenomen 2% in dit voorbeeld) zou afkomstig kunnen zijn van veel ouder organisch materiaal (dus niet van recente agrarische gewasresten en toedieningen; zie de discussie in De Willigen et al., 2008). In dat geval is de bijdrage van groene braak ten opzichte van de andere bronnen van organische stofinvoer op het bedrijf groter dan de berekende 6%.. Nitraatgehalte Op de bodemstikstofbalans van de (onbemeste) groene braak staat een aanvoerpost van 30 kg N/ha door atmosferische depositie. Aangezien groene braak niet geoogst wordt, is de afvoerpost gelijk aan 0 kg N/ha en komt de totale balans uit op +30 kg N/ha. Echter, deze balans moet nog gecorrigeerd worden voor de nawerking van groene braak via besparing op kunstmestgebruik (zie Bijlage I.5) en daarmee komt de netto balans van groene braak uit op -43 kg N/ha. Door de aanname dat er 10% groene braak op het bedrijf aanwezig is, is het effect van groene braak op de bedrijfsgemiddelde bodemstikstofbalans gelijk aan -4,3 kg N/ha. De bijdrage van groene braak aan het bedrijfsgemiddelde nitraatgehalte in het grondwater bedraagt hierdoor -4,2 mg nitraat per liter volgens een schatting die gebaseerd is op het mest-ABC (Schröder et al., 2009a). Ten opzichte van de streefwaarde (50 mg nitraat per liter) komt dit effect overeen met -8,3%.. Fosfaat Voor groene braak wordt geen fosfaat gebruikt en geen fosfaat afgevoerd. Daarom is de teelt van groene braak neutraal ten opzichte van duurzaam gebruik van een eindige bron..

(22) 16. 3.2. Winterkoolzaad. Fossiele energie en BKG emissie In Tabel 3.1 staan de resultaten van de berekening met E-CROP waarbij winterkoolzaad gebruikt is voor biodieselproductie en stro, koolzaadmeel en glycerine verbrand zijn voor elektriciteitproductie bij het rekenscenario 'Energie' (zie Bijlage I voor kengetallen van de teelt en Bijlage II voor meer resultaten). In beide rekenscenario's zijn zowel de balans voor energie als die voor broeikasgassen positief. Het gebruik van de bij- en restproducten voor elektriciteitproductie in rekenscenario 'Energie' blijkt aanzienlijk bij te dragen aan de netto energieopbrengst en de reductie van broeikasgasemissie. De netto vermeden fossiele energie en BKG emissie worden nog beïnvloed door indirecte effecten van de verandering in nawerking van gewasresten en opslag van C in de bodem als gevolg van de vervanging van groene braak door winterkoolzaad. Deze effecten zijn alleen berekend voor de standaard situatie van rekenscenario 'Energie' (Tabel 3.1). Hieruit blijkt dat volgens de gehanteerde rekenmethodologie (zie Bijlage I.6) de verandering in bodemkoolstof een aanzienlijke verlaging van de netto vermeden broeikasgasemissie geeft. Groene braak legt meer koolstof vast (0,21 ton C/ha, jaar) en dit is toegerekend als extra CO2 emissie aan de broeikasgasbalans van de keten van winterkoolzaad dat de teelt van groene braak vervangt (effect van koolstofopslag = -22%). De verschillen in nawerking levert enerzijds een positieve bijdrage aan de reductie van de BKG emissie, en leidt tevens tot een geringe afname in de netto vermeden fossiele energie (-1%). Door de verschillen ten aanzien van nawerking en bodemorganische koolstof tussen groene braak en winterkoolzaad in de berekening te betrekken, dalen de netto broeikasgasrendementen van 45% naar 39% (BKG_totaal) respectievelijk van 78% naar 68% (BKG_biobrandstof).. Tabel 3.1.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van winterkoolzaad (standaardsituaties, Std, van rekenscenario 'Attributie' en 'Energie') en de effecten op de ketenresultaten bij vervanging van groene braak door winterkoolzaad in rekenscenario 'Energie'.. Rekenscenario Situatie. Biobrandstof (kg/ha) Elektriciteit (MWh/ha) Netto vermeden fossiel (GJ/ha) Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha) Rendement BKG_totaal (%)5 Rendement BKG_biobrandstof (%)5 1. 2. 3 4. 5. 'Attributie' Std. 'Energie' Std. 1405 1405 0 5,87 37,1 79,4 2,07 3,51 46 45 46 78. Nawerking1. Bodem C2. Totaal3. 1405 5,87 78,5 3,84 49 85. 1405 5,87 79,4 2,73 35 61. 1405 5,87 78,5 3,07 39 68. Correctie (%)4 0 0 -1,2 -12,5 -12,5 -12,5. Nawerking bevat de resultaten na correctie met de verschillen in nawerking/bemestende waarde (zie o.a. Bijlage I.5). Bodem C bevat de resultaten na correctie met de verschillen in vastlegging van CO2 in de bodemorganische stof (zie Bijlage I.6). Totaal bevat de gesommeerde resultaten van de voorgaande twee kolommen. Correctie (%) geeft de relatieve verandering van kolom Totaal ten opzichte van kolom Std van rekenscenario 'Energie'. Bij rendement BKG_totaal is het percentage berekend ten opzichte van de totale bruto vermeden BKG emissie van alle energiedragers; bij rendement BKG biobrandstof is het percentage bepaald ten opzichte van de bruto vermeden BKG emissie van alleen de biobrandstofopbrengst..

(23) 17 Organische stof in de bodem Indien groene braak wordt vervangen door winterkoolzaad, zoals in de berekeningen van dit rapport, dan daalt het gemiddelde organische stofgehalte op het bedrijf van de aangenomen standaard waarde van 2% in de berekeningen naar een evenwichtwaarde van 1,97% (relatieve daling van 1,4%, zie Bijlage I.6). Deze verandering is in de praktijk niet of nauwelijks meetbaar en heeft waarschijnlijk ook geen betekenis voor de functies van de bodemorganische stof op het bedrijf. Als het stro niet verbrand wordt, maar direct of indirect aan de bodem wordt toegediend, dan geeft de teelt van winterkoolzaad extra koolstofopslag ten opzichte van groene braak. Dit kan echter niet aan het rekenscenario 'Attributie' worden toegerekend, omdat in dat scenario de bestemming van het stro niet expliciet is beschreven. In het rekenscenario 'Energie' is deze optie niet van toepassing omdat in dit scenario gekozen is voor verbranding van het stro ten behoeve van extra energieopbrengst.. Nitraatgehalte Voor winterkoolzaad is de totale aanvoer van stikstof gelijk aan 185 kg N/ha (inclusief atmosferische depositie) en de totale afvoer is 133 kg N/ha, zodat het bodemstikstofoverschot gelijk wordt aan +52 kg N/ha (zie Bijlage I.1). Hierop is een correctie uitgevoerd door de verschillen in stikstofnawerking van groene braak en winterkoolzaad te betrekken bij de schatting van het effect op het gemiddelde nitraatgehalte van het bedrijf. Door de vervanging van groene braak leidt de netto bijdrage van winterkoolzaad op bedrijfsniveau tot een verhoging van gemiddeld 5,2 mg nitraat per liter grondwater (= +10,4% ten opzichte van de streefwaarde).. Fosfaat In het rekenscenario 'Energie' worden de bij- en restproducten verbrand en de fosfor van het zaad en het stro, dat uit de bodem is opgenomen, komt terecht in de verbrandingsas. Momenteel is het niet gebruikelijk dat deze as wordt gerecycled als meststof en daardoor wordt de fosfor van het zaad en het stro onttrokken aan de landbouw. Dit betekent, gegeven de eindige voorraden van fosforerts in de fosformijnen, dat de extra energie opbrengst door verbranding van rest- en restproducten, waar in dit scenario voor gekozen is, leidt tot een niet-duurzaam gebruik van een niet-hernieuwbare bron. Gebruik van het koolzaadmeel als veevoer waarbij ook mest geproduceerd wordt dat dienst kan doen als meststof voor gewassen, is voor de fosforcyclus een betere optie. Ook vergisting van het koolzaadmeel kan via het digestaat tot hergebruik van fosfaat leiden. Voor stro, dat overigens maar een kleine hoeveelheid fosfaat bevat, zijn deze alternatieven (veevoer, vergisting) minder geschikt.. 3.3. Energiemaïs. Fossiele energie en BKG emissie In Tabel 3.2 staan de resultaten van de berekening met E-CROP waarbij energiemaïs gebruikt is voor elektriciteitproductie met behulp van biogas verkregen door vergisting (zie Bijlage I voor kengetallen van de teelt en Bijlage II voor meer resultaten). Bij deze optie zijn er geen bij- of restproducten zoals bij winterkoolzaad. Hierdoor is het rekenscenario 'Attributie' niet van toepassing en blijft alleen het rekenscenario 'Energie' in de analyse over. Zowel de balans voor energie als die voor broeikasgassen zijn positief. De netto vermeden fossiele energie en BKG emissie worden nog beïnvloed door indirecte effecten van de verandering in nawerking van gewasresten en opslag van C in de bodem als gevolg van de vervanging van groene braak met energiemaïs. Volgens de gehanteerde rekenmethodologie (zie Bijlage I.6) geeft de verandering in bodemkoolstof een aanzienlijke verlaging van de netto vermeden broeikasgasemissie. Groene braak legt meer koolstof vast (0,33 ton C/ha, jaar) en dit is toegerekend als extra CO2 emissie aan de broeikasgasbalans van de keten van energiemaïs dat de teelt van groene braak vervangt (effect van koolstofopslag = -23%). De verschillen in nawerking levert enerzijds een positieve bijdrage aan de reductie van de BKG emissie, en leidt tevens tot een geringe afname in de netto vermeden fossiele energie (-1%). Door de verschillen ten aanzien van nawerking en bodemorganische koolstof tussen groene braak en energiemaïs in de berekening te betrekken, daalt het netto broeikasgasrendement van 53% naar 42%..

(24) 18 Tabel 3.2. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van energiemaïs (standaardsituatie, Std, van rekenscenario 'Energie') en de effecten op de ketenresultaten bij vervanging van groene braak door energiemaïs.. Situatie Biobrandstof (kg/ha) Elektriciteit (MWh/ha) Netto vermeden fossiele energie (GJ/ha) Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha) Rendement BKG_totaal (%) Rendement BKG_biobrandstof (%). Std. Nawerking. Bodem C. 0 18,1 145,3 5,32 53. 0 18,1 143,3 5,52 54. 0 18,1 145,3 4,10 40. Totaal 0 18,1 143,3 4,30 42. Correctie (%) 0 0 -1,4 -19,1 -19,1. NB. Zie onderschrift van Tabel 3.1.. Organische stof in de bodem Indien groene braak wordt vervangen door energiemaïs, zoals in de berekeningen van dit rapport, dan daalt het gemiddelde organische stofgehalte op het bedrijf van de aangenomen standaard waarde van 2% in de berekeningen naar een evenwichtwaarde van 1,96% (relatieve daling van 2,2%, zie Bijlage I.6). Deze verandering is in de praktijk niet of nauwelijks meetbaar en heeft waarschijnlijk ook geen betekenis voor de functies van de bodemorganische stof op het bedrijf.. Nitraatgehalte Voor energiemaïs is de totale aanvoer van stikstof gelijk aan 245 kg N/ha (inclusief atmosferische depositie) en de totale afvoer is 223 kg N/ha (inclusief ammoniakvervluchtiging), zodat het bodemstikstofoverschot gelijk wordt aan +22 kg N/ha (zie Bijlage I.2). Hierop is een correctie uitgevoerd door de verschillen in stikstofnawerking van groene braak en energiemaïs te betrekken bij de schatting van het nitraatgehalte. Door de vervanging van groene braak leidt de netto bijdrage van energiemaïs op bedrijfsniveau tot een verhoging van gemiddeld 4,0 mg nitraat per liter grondwater (= +8,0% ten opzichte van de streefwaarde).. Fosfaat Indien de uitspoeling van fosfor uit de bodem verwaarloosbaar klein is en niet afhangt van de teelt, zoals in deze studie is aangenomen, dan is de kringloop voor fosfor met energiemaïs goeddeels gesloten. Er wordt een hoeveelheid fosfor aan de teelt van energiemaïs gegeven ter grootte van de totale afvoer die via het terugvoeren van digestaat wederom aan de bodem kan wordt toegediend.. 3.4. Suikerbiet voor ethanol. Fossiele energie en BKG emissie In Tabel 3.3 staan de resultaten van de berekening met E-CROP waarbij suikerbiet gebruikt is voor ethanolproductie, bij het rekenscenario 'Energie' zijn bovendien bietenblad en pulp gebruikt voor vergisting (zie Bijlage I voor kengetallen van de teelt en Bijlage II voor meer resultaten). In alle gevallen is zowel de balans voor energie als die voor broeikasgassen positief. Het gebruik van de bij- en restproducten voor vergisting (Tabel 3.3) draagt aanzienlijk bij aan de netto energieopbrengst en de reductie van broeikasgasemissie. De netto vermeden fossiele energie en BKG emissie worden nog beïnvloed door indirecte effecten van de verandering in nawerking van gewasresten en opslag van C in de bodem als gevolg van de vervanging van groene braak met suikerbiet. Deze effecten zijn alleen berekend voor de standaard situatie van rekenscenario 'Energie' (Tabel 3.2). Hieruit blijkt dat volgens de gehanteerde rekenmethodologie (zie Bijlage I.6) de verandering in bodemkoolstof een aanzienlijke verlaging van de netto vermeden broeikasgasemissie geeft. Groene braak legt meer koolstof vast (0,67 ton C/ha, jaar) en dit is toegerekend als extra CO2 emissie aan de broeikasgasbalans van de keten van.

(25) 19 suikerbiet dat de teelt van groene braak vervangt (effect van koolstofopslag = -23%). De verschillen in nawerking levert enerzijds een positieve bijdrage aan de reductie van de BKG emissie, en leidt tevens tot een geringe afname in de netto vermeden fossiele energie (-1%). Door de verschillen ten aanzien van nawerking en bodemorganische koolstof tussen groene braak en winterkoolzaad in de berekening te betrekken, daalt het netto broeikasgasrendement van 58% naar 46% (BKG_totaal) respectievelijk van 79% naar 62% (BKG_biobrandstof).. Tabel 3.3.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van suikerbiet - ethanol (standaardsituaties, Std, van rekenscenario 'Attributie' en 'Energie') en de effecten op de ketenresultaten bij vervanging van groene braak door suikerbiet in rekenscenario 'Energie'. 'Attributie'. Rekenscenario Situatie. Biobrandstof (kg/ha) Elektriciteit (MWh/ha) Netto vermeden fossiel (GJ/ha) Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha) Rendement BKG_totaal (%) Rendement BKG_biobrandstof (%). 'Energie'. Std. Std. Nawerking1. Bodem C2. Totaal3. 5670 0 106,9 7,62 57 57. 5670 8,43 168,6 10,55 58 79. 0,0 0,0 166,1 10,69 59 80. 0,0 0,0 168,6 8,11 45 61. 0,0 0,0 166,1 8,24 46 62. Correctie (%)4 0,0 0,0 -1,5 -21,9 -21,9 -21,9. NB. Zie onderschrift van Tabel 3.1.. Organische stof in de bodem Indien groene braak wordt vervangen door suikerbiet/ethanol, zoals in de berekeningen van dit rapport, dan daalt het gemiddelde organische stofgehalte op het bedrijf van de aangenomen standaard waarde van 2% in de berekeningen naar een evenwichtwaarde van 1,91% (relatieve daling van 4,4%, zie Bijlage I.6). Deze verandering is in de praktijk niet of nauwelijks meetbaar en heeft waarschijnlijk ook geen betekenis voor de functies van de bodemorganische stof op het bedrijf.. Nitraatgehalte Voor suikerbiet is de totale aanvoer van stikstof gelijk aan 205 kg N/ha (inclusief atmosferische depositie) en de totale afvoer is 236 kg N/ha (inclusief ammoniakvervluchtiging), zodat het bodemstikstofoverschot gelijk wordt aan -30 kg N/ha (zie Bijlage I.3). Hierop is een correctie uitgevoerd door de verschillen in stikstofnawerking van groene braak en suikerbiet te betrekken bij de schatting van het nitraatgehalte. Door de vervanging van groene braak leidt de netto bijdrage van suikerbiet op bedrijfsniveau tot een verhoging van gemiddeld slechts 0,5 mg nitraat per grondwater (= +1,0% ten opzichte van de streefwaarde).. Fosfaat Voor suikerbiet geldt hetzelfde als voor energiemaïs: gegeven de veronderstellingen in deze studie is de kringloop van fosfaat door het hergebruik van digestaat goeddeels gesloten en wordt er nauwelijks aanspraak gemaakt op externe fosfaatmeststoffen.. 3.5. Suikerbiet voor vergisting. Fossiele energie en BKG emissie In Tabel 3.4 staan de resultaten van de berekening met E-CROP waarbij de hele suikerbiet gebruikt is voor vergisting, inclusief het blad, en met het biogas elektriciteit geproduceerd is (zie Bijlage I voor kengetallen van de teelt en Bijlage II voor meer resultaten). Ook hier is het rekenscenario 'Attributie' niet van toepassing omdat er geen bij- of.

(26) 20 restproducten zijn met een mogelijke bestemming buiten het bedrijf (vergelijkbaar met energiemaïs, echter wel met een transportafstand voor het vervoer naar de vergistinginstallatie). Wederom zijn zowel de balans voor energie als die voor broeikasgassen positief. De netto vermeden fossiele energie en BKG emissie worden nog beïnvloed door indirecte effecten van de verandering in nawerking van gewasresten en opslag van C in de bodem als gevolg van de vervanging van groene braak met suikerbiet. Volgens de gehanteerde rekenmethodologie (zie 1.6) geeft de verandering in bodemkoolstof een aanzienlijke verlaging van de netto vermeden broeikasgasemissie. Groene braak legt meer koolstof vast (0,47 ton C/ha, jaar) en dit is toegerekend als extra CO2 emissie aan de broeikasgasbalans van de keten van suikerbiet dat de teelt van groene braak vervangt (effect van koolstofopslag = -22%). De verschillen in nawerking levert enerzijds een positieve bijdrage aan de reductie van de BKG emissie, en leidt tevens tot een zeer geringe afname in de netto vermeden fossiele energie (-1%). Door de verschillen ten aanzien van nawerking en bodemorganische koolstof tussen groene braak en winterkoolzaad in de berekening te betrekken, daalt het netto broeikasgasrendement van 62% naar 50%.. Tabel 3.4.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van suikerbiet voor vergisting (standaardsituatie, Std, van rekenscenario 'Energie') en de effecten op de ketenresultaten bij vervanging van groene braak door suikerbiet.. Situatie Biobrandstof (kg/ha) Elektriciteit (MWh/ha) Netto vermeden fossiel (GJ/ha) Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha) Rendement BKG_totaal (%) Rendement BKG_biobrandstof (%). Std. Nawerking. Bodem C. Totaal. 0 22,5 171,9 7,89 62. 0,0 169,4 8,02 64. 0,0 171,9 6,16 49. 0,0 169,4 6,30 50. Correctie (%). 0,0 -1,5 -20,2 -20,2. NB. Zie onderschrift van Tabel 3.1. Organische stof in de bodem Indien groene braak wordt vervangen door suikerbiet/biogas, zoals in de berekeningen van dit rapport, dan daalt het gemiddelde organische stofgehalte op het bedrijf van de aangenomen standaard waarde van 2% in de berekeningen naar een evenwichtwaarde van 1,94% (relatieve daling van 3,1%, zie Bijlage I.6). Het organische stofgehalte daalt minder dan bij suikerbietteelt voor ethanol, omdat er meer digestaat ontstaat bij de vergisting van de hele biet + blad, waardoor er meer koolstof wordt teruggevoerd naar de bodem. Maar ook hier geldt dat deze verandering in de praktijk niet of nauwelijks meetbaar is en dat het waarschijnlijk ook geen betekenis heeft voor de functies van de bodemorganische stof op het bedrijf.. Nitraatgehalte Voor de berekening van het nitraatgehalte is er geen verschil tussen suikerbiet voor vergisting en suikerbiet voor ethanol omdat er geen verschillen zijn in de teelt en de hoeveelheid stikstof in het digestaat tussen beide ketens (zie 3.4).. Fosfaat Effect van de teelt van suikerbiet in plaats van groene braak op het gebruik van fosfaat zijn gelijk aan die van de keten suikerbiet voor ethanol (zie 3.4)..

(27) 21. 4.. Effecten van verbeteringen. De effecten van verbeteringen (zie Tabel 2.1 voor de lijst van verbeteringen in de keten) zijn alleen uitgerekend voor de standaard situaties van beide rekenscenario's (kolommen Std van Tabellen 3.1 t/m 3.4).. 4.1. Winterkoolzaad. Vermindering van het dieselgebruik in de landbouw (D-20%) en in het transport (T-20%) sorteren nauwelijks effect op het ketenresultaat. Vermindering van energieverbruik in de verwerkingsfabriek (F-20%) geeft wel een duidelijke respons op beide balansen. De resultaten laten zien dat de N2O emissie, zowel door kunstmestproductie (pN2O=0) als uit de bodem na toediening van de meststof (bN2O=0.5), belangrijk is voor de netto reductie in broeikasgasemissie. De berekende effecten van een verhoging van het oliegehalte zijn variabel (Oil+10%). Bij het rekenscenario 'Attributie' worden de netto energie opbrengst en de netto emissiereductie duidelijk verhoogd en dat geeft een licht positief resultaat voor het broeikasgasrendement (= +2,3%). Bij het rekenscenario 'Energie' leidt een verhoging van het oliegehalte tot een verlaging van de elektriciteitproductie, omdat er minder koolzaadmeel beschikbaar is. Hierdoor is het netto resultaat voor energie nog wel positief, maar minder dan in het rekenscenario 'Attributie'. Ook het effect op de broeikasgasreductie is lager en dat leidt uiteindelijk tot een lager broeikasgasrendement dan in de standaard berekening indien dit rendement berekend wordt ten opzichte van de geproduceerde biodiesel, die 10% omhoog is gegaan. Verlaging van de stikstofgift met 20% (met gelijkblijvende gewasopname, Ng-20%) beïnvloedt de netto vermeden fossiele energie slechts in geringe mate, maar scoort beter met betrekking tot de emissiereductie. Verhoging van de gewasproductie (bij gelijkblijvende stikstofgift, Gw+20%) is voor zowel energie als broeikasgassen effectief. Hierbij valt op dat het rendement van broeikasgasreductie procentueel veel minder stijgt dan de absolute hoeveelheid in ton CO2-eq. per ha.. Tabel 4.1.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van winterkoolzaad (rekenscenario 'Attributie'). Kolommen D-20% t/m GW+20% geven de percentages verandering weer ten opzichte van de berekende waarden in de standaardsituatie van kolom Std.. Opties. Std. Biobrandstof (kg/ha). 1405. Elektriciteit (MWh/ha). 0. Netto vermeden fossiel (GJ/ha) Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha). 37,1 2,07. D-20% F-20% T-20% pN2O=0 bN2O=0.5 Oil+10% Ng-20% Gw+20% 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 10,0. 0,0. 20,0. 0,8. 9,2. 0,1. 0,0. 0,0. 11,2. 1,5. 22,2. 0,9. 12,3. 0,2. 10,6. 13,1. 12,5. 7,8. 28,7. Rendement BKG_totaal (%). 46. 0,9. 12,3. 0,2. 10,6. 13,1. 2,3. 7,8. 7,2. Rendement BKG_biobrandstof (%). 46. 0,9. 12,3. 0,2. 10,6. 13,1. 2,3. 7,8. 7,2.

(28) 22 Tabel 4.2.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van winterkoolzaad (rekenscenario 'Energie'). Kolommen D-20% t/m Gw+20% geven de percentages verandering weer ten opzichte van de berekende waarden in de standaardsituatie van kolom Std.. Opties. Std. Biobrandstof (kg/ha). 1405. Elektriciteit (MWh/ha). 5,87. Netto vermeden fossiel (GJ/ha). Rendement BKG_biobrandstof (%) 1. 1. T-20% pN2O=0 bN2O=0.5 Oil+10% Ng-20% Gw+20%. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 10,0. 0,0. 20,0 20,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. -3,1. 0,0. 6,0. 0,2. 0,0. 0,0. 3,7. 1,6. 22,3. 1,4. 10,1. 0,4. 14,1. 17,4. 7,0. 10,4. 31,5. 45. 1,4. 10,1. 0,4. 14,1. 17,4. 2,4. 10,4. 9,6. 78. 1,4. 10,1. 0,4. 14,1. 17,4. -2,8. 10,4. 9,6. 3,51. Rendement BKG_totaal (%)1. F-20%. 0,9. 79,4. Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha). D-20%. Bij rendement BKG_totaal is het percentage berekend ten opzichte van de totale bruto vermeden BKG emissie van alle energiedragers; bij rendement BKG biobrandstof is het percentage bepaald ten opzichte van de bruto vermeden BKG emissie van alleen de biobrandstofopbrengst.. 4.2. Energiemaïs. Vermindering van het dieselgebruik in de landbouw (D-20%) en nu ook bij de verwerking (F-20%) sorteren nauwelijks effect op het ketenresultaat. Vermindering van het energieverbruik in het transport (T-20%) speelt hier geen rol omdat aangenomen is dat de vergisting op het bedrijf plaatsvindt en er dus geen transport van biomassa buiten het bedrijf plaatsvindt. De resultaten laten zien dat de N2O emissie afkomstig van de kunstmestproductie (pN2O=0) vrijwel geen effect heeft op de resultaten, omdat er bijna geen kunstmest wordt gebruikt door het recyclen van de nutriënten via digestaat. De N2O emissie uit de bodem na toediening van het digestaat (bN2O=0.5) blijft wel van belang voor de netto reductie in broeikasgasemissie. De berekende effecten van een verhoging van de vergistingefficiëntie (Gis+10%) geven een positieve respons op zowel energie opbrengst als op reductie broeikasgasemissie. Verlaging van de stikstofgift met 20% (met gelijkblijvende gewasopname, Ng-20%) beïnvloedt de netto vermeden fossiele energie slechts in geringe mate, maar heeft wel een matig positief effect op de emissiereductie. Verhoging van de gewasproductie (bij gelijkblijvende stikstofgift, Gw+20%) is voor zowel energie als broeikasgassen effectief. Ook hier valt weer op dat het rendement van broeikasgasreductie procentueel veel minder stijgt dan de absolute hoeveelheid in ton CO2-eq. per ha.. Tabel 4.3.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van energiemaïs (rekenscenario 'Energie'). Kolommen D-20% t/m GW+20% geven de percentages verandering weer ten opzichte van de berekende waarden in de standaardsituatie van kolom Std.. Opties. Std. Biobrandstof (kg/ha). 0. Elektriciteit (MWh/ha) Netto vermeden fossiel (GJ/ha) Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha) Rendement BKG_totaal (%) Rendement BKG_biobrandstof (%). D-20%. F-20%. T-20% pN2O=0 bN2O=0.5 Gis+10% Ng-20% Gw+20%. 18,1. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 10,0. 0,0. 145,3. 1,1. 2,3. 0,0. 0,0. 0,0. 11,8. 1,0. 21,6. 2,1. 4,7. 0,0. 0,1. 14,6. 16,5. 8,2. 29,2. 2,1. 4,7. 0,0. 0,1. 14,6. 5,9. 8,2. 7,7. 5,32 53. 20,0.

(29) 23. 4.3. Suikerbiet voor ethanol. Vermindering van het dieselgebruik in de landbouw (D-20%) en in het transport (D-20%) sorteren ook bij de suikerbietethanolketen nauwelijks effect op het ketenresultaat. Vermindering van energieverbruik in de verwerking (F-20%) geeft wel een duidelijke respons op beide balansen. De resultaten laten zien dat de N2O emissie, zowel door kunstmestproductie (pN2O=0) als uit de bodem na toediening van de meststof (bN2O=0.5), minder belangrijk is voor de netto reductie in broeikasgasemissie dan bij de andere twee energiegewassen. Bij het rekenscenario 'Energie' is het effect van “pN2O=0” zelfs negatief geworden omdat het digestaat meer werkzame stikstof bevat dan bij de teelt van suikerbiet wordt toegediend. Verhoging van het suikergehalte (Sui+10%) geeft in het rekenscenario 'Attributie' ook een verhoging van 10% in zowel de energie opbrengst als de emissie reductie, waardoor het rendement er nauwelijks door beïnvloed wordt. Bij het rekenscenario 'Energie' heeft de verhoging van het suikergehalte als consequentie dat er minder pulp is waardoor de elektriciteitproductie omlaag gaat. Uiteindelijk leidt dat tot relatief kleine effecten op de energie opbrengst en vermeden broeikasgasemissie en weer een negatief effect op het rendement indien dit rendement berekend wordt ten opzichte van de geproduceerde ethanol (vergelijkbaar met winterkoolzaad). Verlaging van de stikstofgift met 20% (met gelijkblijvende gewasopname, Ng-20%) beïnvloedt de netto vermeden fossiele energie slechts in geringe mate en heeft ook met betrekking tot de emissiereductie een relatief klein effect. Verhoging van de gewasproductie (bij gelijkblijvende stikstofgift, Gw+20%) is voor zowel energie als broeikasgassen effectief. Hierbij valt op dat het rendement van broeikasgasreductie procentueel veel minder stijgt dan de absolute hoeveelheid in ton CO2-eq. per ha.. Tabel 4.4.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van suikerbiet voor ethanol (rekenscenario 'Attributie'). Kolommen D-20% t/m GW+20% geven de percentages verandering weer ten opzichte van de berekende waarden in de standaardsituatie van kolom Std.. Opties. Std. Biobrandstof (kg/ha) Elektriciteit (MWh/ha) Netto vermeden fossiel (GJ/ha) Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha). 5670. D-20%. F-20% T-20% pN2O=0 bN2O=0.5 Sui+10% Ng-20% Gw+20%. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 10,0. 0,0. 20,0. 0 106,9 7,62. 1,4. 10,7. 1,0. 0,0. 0,0. 10,0. 0,7. 21,8. 1,5. 8,7. 1,0. 3,9. 4,3. 10,4. 2,9. 24,0. Rendement BKG_totaal (%). 57. 1,5. 8,7. 1,0. 3,9. 4,3. 0,4. 2,9. 3,3. Rendement BKG_biobrandstof (%). 57. 1,5. 8,7. 1,0. 3,9. 4,3. 0,4. 2,9. 3,3. Tabel 4.5.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van suikerbiet voor ethanol (rekenscenario 'Energie'). Kolommen D-20% t/m GW+20% geven de percentages verandering weer ten opzichte van de berekende waarden in de standaardsituatie van kolom Std.. Opties Biobrandstof (kg/ha) Elektriciteit (MWh/ha) Netto vermeden fossiel (GJ/ha). Std 5670 8,43 168,6. D-20%. F-20% T-20% pN2O=0 bN2O=0.5 Sui+10% Ng-20% Gw+20%. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 10,0. 0,0. 20,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. -12,4. 0,0. 20,0. 1,5. 7,9. 1,8. 0,0. 0,0. 2,0. 0,7. 21,8. Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha). 10,55. 1,7. 7,6. 2,2. -1,3. 5,8. 4,6. 3,3. 24,6. Rendement BKG_totaal (%)1. 58. 1,7. 7,6. 2,2. -1,3. 5,8. 0,4. 3,3. 3,8. Rendement BKG_biobrandstof (%)1. 79. 1,7. 7,6. 2,2. -1,3. 5,8. -4,9. 3,3. 3,8. 1. Bij rendement BKG_totaal is het percentage berekend ten opzichte van de totale bruto vermeden BKG emissie van alle energiedragers; bij rendement BKG biobrandstof is het percentage bepaald ten opzichte van de bruto vermeden BKG emissie van alleen de biobrandstofopbrengst..

(30) 24. 4.4. Suikerbiet voor vergisting. Vermindering van het energiegebruik in landbouw (D-20%), vergisting (F-20%) of transport (T-20%) dragen weinig bij aan de ketenresultaten. De resultaten laten zien dat de verlaging van de N2O emissie door kunstmestproductie (pN2O=0) een negatief effect heeft op de netto vermeden emissie van broeikasgassen, omdat er geen kunstmeststikstof nodig is voor de teelt van suikerbiet door hergebruik van het digestaat. Verlaging van de N2O emissie uit de bodem (bN2O=0.5) geeft wel een duidelijke respons door verlaging van de broeikasgasemissie omdat deze gelijk is voor stikstof uit kunstmest en stikstof uit digestaat. Verhoging van de vergistingefficiëntie (+10%) levert een positieve respons op voor zowel energieopbrengst als reductie broeikasgasemissie. Verlaging van de stikstofgift met 20% (met gelijkblijvende gewasopname, Ng-20%) beïnvloedt de netto vermeden fossiele energie nauwelijks en heeft ook met betrekking tot de emissiereductie een gering effect. Verhoging van de gewasproductie (bij gelijkblijvende stikstofgift, Gw+20%) is voor zowel energie als voor de broeikasgassen effectief. Hierbij valt op dat het rendement van broeikasgasreductie procentueel veel minder stijgt dan de absolute hoeveelheid in ton CO2-eq. per ha.. Tabel 4.6.. Berekende resultaten met betrekking tot energie en broeikasgassen (BKG) van suikerbiet voor vergisting (rekenscenario 'Energie'). Kolommen D-20% t/m GW+20% geven de percentages verandering weer ten opzichte van de berekende waarden in de standaardsituatie van kolom Std.. Opties. Std. Biobrandstof (kg/ha). 0. Elektriciteit (MWh/ha). 22,5. Netto vermeden fossiel (GJ/ha) Netto vermeden BKG emissie (ton CO2-eq./ha) Rendement BKG_totaal (%) Rendement BKG_biobrandstof (%). 171,9 7,89 62. D-20% F-20% T-20% pN2O=0 bN2O=0,5 Gis+10% Ng-20% Gw+20%. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 0,0. 10,0. 0,0. 20,0. 1,4. 2,5. 1,1. 0,0. 0,0. 12,4. 0,7. 21,7. 2,2. 4,0. 1,7. -1,8. 7,7. 15,3. 4,5. 26,1. 2,2. 4,0. 1,7. -1,8. 7,7. 4,8. 4,5. 5,1.

(31) 25. 5.. Discussie. 5.1. Algemeen. Met deze studie kan en zal geen eindoordeel geveld worden ten aanzien van de mate van duurzaamheid van de onderzochte energiegewassen vanwege meerdere redenen. De eerste reden is dat in de analyse voor deze studie veel keuzes zijn gemaakt met betrekking tot de inputgegevens en de verwerking van de geproduceerde biomassa. De inputgegevens, zoals gewasopbrengst, bemesting, N2O emissies, energiegebruik, parameters voor de fossiele ketens e.d., maar ook de verwerkingkeuzes staan niet vast, want ze zijn onderhevig aan variatie zowel wat betreft huidige als ook toekomstige waarden en ontwikkelingen. Als de opbrengst juist lager is (bijvoorbeeld door klimaatveranderingen in de toekomst), als het stro of het blad wordt ondergeploegd in plaats van afgevoerd, als restwarmte beter benut kan worden, als in de toekomst fossiele olie moeilijker winbaar zal zijn, zijn zeer legitieme aspecten die echter in deze studie niet aan bod zijn gekomen, maar wel de resultaten van berekeningen zullen beïnvloeden. De gemaakte keuzes kunnen aanleiding tot discussie geven, echter het maken van keuzes is onvermijdelijk. De tweede reden is dat in deze studie deels nieuwe wegen bewandeld zijn om een meer integraal beeld te geven van de effecten van energiegewassen op een aantal duurzaamheidthema's. Hierbij zijn enerzijds trade-offs gekwantificeerd (bijvoorbeeld met nitraatuitspoeling ) en anderzijds zijn de balansen voor energie en broeikasgassen die traditioneel beperkt worden tot de directe effecten van de keten, gecorrigeerd met indirecte effecten van nawerking van gewassen en verandering van bodemkoolstofvoorraden als gevolg van teeltkeuzes. Over de gehanteerde methodologie kan discussie ontstaan en deze methodologie zal daardoor mogelijk aangescherpt worden. De derde reden is dat deze studie niet uitputtend was en wellicht belangrijke duurzaamheidaspecten niet heeft behandeld. Biodiversiteit is daar een voorbeeld van: er was geen tijd om de effecten van de vervanging van groene braak op biodiversiteit goed te bestuderen en dus blijft die vraag hier vooralsnog onbeantwoord. Ondanks al deze onzekerheden, die niet altijd vermeden kunnen worden en waar hieronder dieper op wordt ingegaan, heeft deze studie naast resultaten voor concrete gewas-energieketens in Nederland ook meer algemene inzichten opgeleverd over het belang van indirecte effecten, het nut van verbeteringen in de keten, het verschil in rekenmethoden en criteria en een aantal overblijvende methodologische vragen.. 5.2. Resultaten vergeleken. De resultaten van deze studie zijn in grote lijnen in overeenstemming met die van andere studies die in de afgelopen jaren gepubliceerd zijn (zie o.a. Horne et al., 2003, Reinhardt, 2007, Eickhout et al., 2008, Bindraban et al., 2009, Visser et al., 2008). De vergelijking met anderen wordt echter wel bemoeilijkt door de vele verschillende keuzes ten aanzien van de inputwaarden en de opties van verwerking waardoor de totale ketenresultaten beïnvloed worden in iedere studie.. 5.3. Referentie landgebruik. Ook al is in de huidige landbouwpraktijk in Zuidoost Nederland bijna geen groene braak aanwezig, is er in deze studie toch gekozen voor groene braak als referentie landgebruik. Deze keuze is mede ingegeven door de verwachting dat in Europa in de toekomst minder land gebruikt zal gaan worden voor voedselproductie (zie bijvoorbeeld EEA, 2006, 2007 & 2008). Door groene braak te kiezen, is impliciet verondersteld dat het 'surplus' aan landbouwgrond in gebruik blijft van de landbouw en niet bijvoorbeeld wordt gebruikt voor natuurontwikkeling. Groene braak is verkozen boven zwarte braak (braak leggen zonder inzaai van een vegetatie en bestrijding van spontaan opkomende planten) omdat groene braak een positief effect heeft op het organische stofgehalte van het bedrijf, waarvan het behoud.

No results found